中国广泛分布砂岩地层,其水力特性影响工程稳定性。干密度是土水特征曲线的重要影响因素,但其对砂岩土水特征曲线的影响机制尚不明确。为了探究不同干密度砂岩土水特征曲线及其微观特性,采用压力板仪开展了不同干密度砂岩土水特征试验,...中国广泛分布砂岩地层,其水力特性影响工程稳定性。干密度是土水特征曲线的重要影响因素,但其对砂岩土水特征曲线的影响机制尚不明确。为了探究不同干密度砂岩土水特征曲线及其微观特性,采用压力板仪开展了不同干密度砂岩土水特征试验,提出了考虑干密度的砂岩土水特征曲线模型,同时,基于扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和压汞测试分析了不同干密度砂岩微观特性,揭示了干密度对砂岩土水特征曲线影响的微观机理。研究表明:干密度越大,砂岩持水能力越强;干密度对砂岩进气值和残余饱和度均有影响,且砂岩进气值随着干密度的增大呈近似线性增长;不同干密度砂岩孔径分布均为单峰形态,随着干密度的增大,砂岩峰值孔隙半径逐渐减小;干密度较高的砂岩,颗粒排列紧密,孔隙半径较小,主要以中等和小孔隙为主,而干密度较低的砂岩,颗粒排列松散,孔隙半径大,包括大小不等的孔隙。研究可为非饱和砂岩工程安全提供一定的参考。展开更多
利用基于轴平移技术的Geo-Expert高级型应力相关土-水特征曲线压力板仪研究不同覆土压力(0、40、100、200 k Pa)对南阳膨胀土土水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)的影响;并对提出的考虑土体变形及多孔隙分布形态的双应...利用基于轴平移技术的Geo-Expert高级型应力相关土-水特征曲线压力板仪研究不同覆土压力(0、40、100、200 k Pa)对南阳膨胀土土水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)的影响;并对提出的考虑土体变形及多孔隙分布形态的双应力变量广义SWCC表征方程进行如下试验验证:1)不同覆土压力下微多孔隙分布形态的南阳膨胀土侧限固结试验及脱湿试验SWCC验证;2)零净法向应力状态双孔隙尺度硅藻土双峰SWCC试验验证;3)不同净围压状态下单孔隙尺度韩国残积土SWCC试验验证;4)多应力路径下法国Bapaume黄土,不同初始干密度下日本Edosaki砂土在脱湿-吸湿过程SWCC试验验证;并比较分析新方程与van Genuchten方程及Fredlund等方程的差异性。结果表明:1)覆土压力会显著改变膨胀土结构及孔隙通道,进而改变SWCC边界效应区、过渡区形态;也改变了双重孔隙尺度土壤的进气值;第1个波峰SWCC进气值均在1 k Pa左右;相比于零覆土压力试样,40、100、200 k Pa覆土压力试样第2个波峰SWCC进气值分别高4.74、17.58、67.23 k Pa;2)未考虑净法向应力影响的单应力状态多峰SWCC、考虑侧限双应力状态多峰SWCC、各向同性净法向应力单峰SWCC、不同脱湿-吸湿路径SWCC及不同初始干密度的SWCC试验拟合曲线均表明,双应力广义SWCC具有包容复杂影响因素的能力;3)新方程能够利用至少3个土-水数据即可拟合出具有较高的精度的整条SWCC。研究为定量描述土壤的持水、渗透及强度特性提供参考。展开更多
文摘中国广泛分布砂岩地层,其水力特性影响工程稳定性。干密度是土水特征曲线的重要影响因素,但其对砂岩土水特征曲线的影响机制尚不明确。为了探究不同干密度砂岩土水特征曲线及其微观特性,采用压力板仪开展了不同干密度砂岩土水特征试验,提出了考虑干密度的砂岩土水特征曲线模型,同时,基于扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和压汞测试分析了不同干密度砂岩微观特性,揭示了干密度对砂岩土水特征曲线影响的微观机理。研究表明:干密度越大,砂岩持水能力越强;干密度对砂岩进气值和残余饱和度均有影响,且砂岩进气值随着干密度的增大呈近似线性增长;不同干密度砂岩孔径分布均为单峰形态,随着干密度的增大,砂岩峰值孔隙半径逐渐减小;干密度较高的砂岩,颗粒排列紧密,孔隙半径较小,主要以中等和小孔隙为主,而干密度较低的砂岩,颗粒排列松散,孔隙半径大,包括大小不等的孔隙。研究可为非饱和砂岩工程安全提供一定的参考。
文摘利用基于轴平移技术的Geo-Expert高级型应力相关土-水特征曲线压力板仪研究不同覆土压力(0、40、100、200 k Pa)对南阳膨胀土土水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)的影响;并对提出的考虑土体变形及多孔隙分布形态的双应力变量广义SWCC表征方程进行如下试验验证:1)不同覆土压力下微多孔隙分布形态的南阳膨胀土侧限固结试验及脱湿试验SWCC验证;2)零净法向应力状态双孔隙尺度硅藻土双峰SWCC试验验证;3)不同净围压状态下单孔隙尺度韩国残积土SWCC试验验证;4)多应力路径下法国Bapaume黄土,不同初始干密度下日本Edosaki砂土在脱湿-吸湿过程SWCC试验验证;并比较分析新方程与van Genuchten方程及Fredlund等方程的差异性。结果表明:1)覆土压力会显著改变膨胀土结构及孔隙通道,进而改变SWCC边界效应区、过渡区形态;也改变了双重孔隙尺度土壤的进气值;第1个波峰SWCC进气值均在1 k Pa左右;相比于零覆土压力试样,40、100、200 k Pa覆土压力试样第2个波峰SWCC进气值分别高4.74、17.58、67.23 k Pa;2)未考虑净法向应力影响的单应力状态多峰SWCC、考虑侧限双应力状态多峰SWCC、各向同性净法向应力单峰SWCC、不同脱湿-吸湿路径SWCC及不同初始干密度的SWCC试验拟合曲线均表明,双应力广义SWCC具有包容复杂影响因素的能力;3)新方程能够利用至少3个土-水数据即可拟合出具有较高的精度的整条SWCC。研究为定量描述土壤的持水、渗透及强度特性提供参考。
